2019 Fiscal Year Research-status Report
A novel radiotherapy treatment planning based on dual-energy virtual monochromatic CT
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19K17234
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山田 幸子 大阪大学, 医学部附属病院, 診療放射線技師 (40623054)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | CT / dual-energy / 放射線治療 / 線量分布 / 仮想非造影 / CT値 / 電子密度 / 医学物理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線治療計画に供するCT画像には標的体積の決定と線量分布計算という大きく２つの役割があり、前者では病変や解剖を明瞭に描出するためにヨード造影が有用であることが多く、一方後者では電子密度を正確に得るために非造影であることが好ましい。本研究では治療計画用CTにdual-energy技術を応用し、標的体積の決定に優れる造影画像から線量分布計算に適した非造影画像の推定を試み、その精度を検証する。あわせてCT画像の質に関連する周辺技術についても検討を加え、CT技術の側面から放射線治療計画の精度向上を目指す。
まず、仮想非造影画像を生成するのにふさわしいdual-energy撮影の方式を検討した。これには2種類の管電圧を高速で切り替えながら撮影するものや2組の撮影系を用いるものなどいくつかの方式があり、その選択によってその後の仮想非造影化処理を投影ベースに行うのか、あるいは画像ベースに行うのかが変わってくる。そこで元素構成と密度が既知で、幅広いX線減弱に対応した複数の試料を用いて代表的な各方式でのCT値の精度と安定性を検証した。その結果、少なくとも使用した装置群においては2組の撮影系を用い、付加フィルタにより線質を十分に分離させた方式で、精度・安定性とも最もよい結果が得られた。よって、仮想非造影化処理はその方式の下、画像ベースで行うこととした。
つぎに、そのような処理の基礎となるCT値の基底物質展開について、その基底物質の選択が与える影響について検討した。まだ準備段階ではあるが、基底物質の選択と得られるCT値の関係をシミュレーションできるプログラムのプロトタイプをMatlabを使用して作成し、実測結果をよく説明できるCT値の基底物質依存性を示すことができた。
CT値のみならず、その空間特性ともいえる画質についても検討を行い、主観をよく反映した定量的画質指標を確立しつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実施のために協力体制をとっていた研究協力者の他機関への異動、実験に使用予定であった診断用CT装置の更新等による実験の中断とその後の方向修正、新型感染症まん延に伴う実験の見合わせなどが続いて発生し、とくに実験を伴う研究活動に遅延が発生した。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には当初の実験計画に沿って研究を進める予定である。しかし、仮想非造影化処理の検討に最適と判断したCT装置が、新型感染症拡大によって使用が制限される可能性が高く、その場合にはすでに取得済みのデータを用いてCT値や電子密度、ヨード密度等の精度や安定性などの検討を行い、また医師が標的体積を決定するうえで重要となる画質についての検討を行う。結果として研究成果の最大化を図る。
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| Causes of Carryover |
実験にやや遅れが出たため、本来は初年度に使用する予定であったファントムと科学計算用コンピュータの購入を見合わせたこと（これらは次年度に購入予定である）、また成果発表の回数が少なくなったことによる。
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